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Enregistrement W4411263771 · doi:10.1016/j.cmpb.2025.108882

Automated quantitative analysis of peri-articular bone microarchitecture in HR-pQCT knee images

2025· article· en· W4411263771 sur OpenAlex
Nathan J. Neeteson, Sasha M. Hasick, Roberto Souza, Steven K. Boyd

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueComputer Methods and Programs in Biomedicine · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueOsteoarthritis Treatment and Mechanisms
Établissements canadiensUniversity of CalgaryAlberta Bone and Joint Health Institute
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchArthritis Society
Mots-clésPeriComputer scienceQuantitative computed tomographyMicroarchitectureMedicineOsteoporosisInternal medicineBone densityParallel computing

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Applying HR-pQCT to image the knee necessitates the development and validation of novel image analysis workflows. Here, we present and validate the first automated workflow for in vivo quantitative assessment of peri-articular bone density and microarchitecture in the knee. Segmentation models were first trained with radius and tibia images (N=2,598) then fine-tuned with knee images (N=131). Atlas-based registration was used to create medial and lateral contact surface masks, which were combined with bone segmentations to generate peri-articular regions of interest masks. The accuracy and precision of the workflow was assessed with an external validation dataset (N=128) and a triple-repeat measures dataset (N=29), respectively. Predicted and reference morphological parameters had linear coefficients of determination between 0.86 and 0.99, with moderate bias present in predictions of subchondral bone plate density and thickness. The average short-term precision RMS%CV estimates across all compartments and all morphological parameters ranged from 1.0 % to 2.9 %. BACKGROUND AND OBJECTIVE: There is growing interest in applying HR-pQCT to image the knee, particularly in the study of osteoarthritis. This necessitates the development and validation of novel image analysis workflows tailored to knee HR-pQCT images. In this work, we present and validate the first fully automated workflow for in vivo quantitative assessment of peri-articular bone density and microarchitecture in the human knee. METHODS: Bone segmentation models were trained by transfer learning with a large dataset of radius and tibia images (N=2,598) and fine-tuned on a knee image dataset (N=131). Tibia and femur atlases were created and atlas-based registration was used to identify medial and lateral contact surfaces. Morphological operations combined bone segmentations and atlas-generated contact surface masks to generate peri-articular regions of interest masks, in which standard morphological analysis was applied. The accuracy and precision of estimated morphological parameters was assessed with an external validation dataset containing femurs and tibiae (N=128) and a triple-repeat measures dataset containing only tibiae (N=29), respectively. RESULTS: ) and thickness (+0.15 mm). With intra-participant rigid registration, the average short-term precision RMS%CV estimates across all compartments were 2.2 % and 2.8 % for subchondral bone plate density and thickness, respectively, and 1.1 %, 2.9 %, 1.0 %, and 2.9 % for trabecular density, separation, thickness, and number, respectively. CONCLUSION: We have developed and evaluated an automated workflow for peri-articular analysis of knee HR-pQCT images, integrating deep learning, atlas-based segmentation, and standard image processing approaches. The code, atlases, and models have been made freely available for other researchers to use, improve, or extend. Future work will focus on the application of the workflow to clinical data to investigate osteoarthritis etiology.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,906
Score d'incertitude au seuil0,638

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,384
Écart entre enseignants0,356 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle